VatLy1-Dong hoc chat diem

+46

No comments posted yet

Comments

nguyenminh0712 (6 months ago)

ko có tiếng

hieuan (9 months ago)

hieuan

Slide 1

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG Th.S Đỗ Quốc Huy Chương 1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM (Để download tài liệu này, hãy đăng nhập vào diễn đàn của trang web champhay.com)

Slide 2

MỤC TIÊU Nêu được k/n vận tốc, gia tốc và các công thức xác định vectơ vận tốc, gia tốc trong chuyển động cong, thẳng, tròn. Nêu được tính chất của các ch/động dựa trên quan hệ giữa vectơ vận tốc và gia tốc. Viết được các ph/trình tọa độ, đường đi, vận tốc, gia tốc của các ch/động đơn giản. Vận dụng giải các bài toán cơ bản về chuyển động. Sau bài học này, SV phải :

Slide 3

NỘI DUNG: §1.2 – TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC §1.3 – GIA TỐC §1.4 – VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG CHUYỂN ĐỘNG TRÒN §1.5 – MỘT SỐ CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN §1.1 – CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CHUYỂN ĐỘNG

Slide 4

§1.1 . CÁC K/N CƠ BẢN VỀ CĐ Cơ học? Động học? Chuyển động? Chất điểm? Cơ học: nghiên cứu về chuyển động của các vật thể. Động học: nghiên cứu các tính chất, qui luật chuyển động mà không tính tới nguyên nhân của chuyển động đó. Chuyển động: là sự thay đổi vị trí. Chất điểm: là vật có kích thước không đáng kể.

Slide 5

§1.1 . CÁC K/N CƠ BẢN VỀ CĐ Quĩ đạo: là tập hợp các vị trí của chất điểm trong quá trình chuyển động. Quãng đường: là độ dài của vết mà chất điểm vạch ra trong thời gian khảo sát chuyển động. Độ dời: là vectơ nối từ vị trí đầu đến vị trí cuối. s Quĩ đạo? Quãng đường? Độ dời?

Slide 6

y M O z x y z x §1.1 . CÁC K/N CƠ BẢN VỀ CĐ Hệ qui chiếu: Là hệ thống gồm một vật mốc, hệ tọa độ gắn với vật mốc đó và đồng hồ đo thời gian, dùng để xác định vị trí của các vật khác. Hay: M(x,y,z)

Slide 7

Phương trình chuyển động, phương trình quĩ đạo §1.1 . CÁC K/N CƠ BẢN VỀ CĐ PTCĐ PTQĐ

Slide 8

VD: Xác định qũi đạo, biết PTCĐ: §1.1 . CÁC K/N CƠ BẢN VỀ CĐ

Slide 9

§1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC s 1 – Tốc độ trung bình và vận tốc trung bình: Tốc độ trung bình: Vận tốc trung bình:

Slide 10

2 – Tốc độ tức thời và vận tốc tức thời: Tốc độ tt: Vận tốc tt: s §1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC

Slide 11

2 – Tốc độ tức thời và vận tốc tức thời: Đặc điểm của vectơ vận tốc tức thời: §1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC Phương: tiếp tuyến với quĩ đạo Chiều: theo chiều chuyển động Độ lớn: đạo hàm của quãng đường Điểm đặt: tại điểm khảo sát

Slide 12

3 – Ý nghĩa của tốc độ và vận tốc: Tốc độ là đại lượng vô hướng, không âm, đặc trưng cho tính nhanh, chậm của chuyển động. Vận tốc là đại lượng vectơ. Vận tốc tức thời đặc trưng cho phương, chiều và độ nhanh chậm của chuyển động. Độ lớn của vận tốc tức thời chính là tốc độ tức thời. §1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC

Slide 13

4 – Biểu thức giải tích của vectơ vận tốc: §1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC Trong đó: Trong hệ tọa độ Descartes:

Slide 14

5. Tính quãng đường: Tổng quát: Nếu v = const thì: s = v.(t2 – t1) = v.t Ví dụ: trong mp (Oxy), chất điểm chuyển động với pt: a) Xác định vị trí của chất điểm lúc t = 5s. b) Xác định quĩ đạo. c) Xác định vectơ vận tốc lúc t = 5s. d) Tính quãng đường vật đi từ lúc t = 0 đến t = 5s. Suy ra tốc độ TB trên quãng đường này. §1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC

Slide 15

§1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC Giải a) Lúc t = 5s, chất điểm ở tọa độ: b) Qũi đạo là đường thẳng: x + y = 9 c) Ta có: Lúc t = 5s, thì: d) Quãng đường:

Slide 16

Ý nghĩa hình học của công thức tính quãng đường: s = trị số dtích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị v(t) với trục Ot. S t v t2 t1 §1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC

Slide 17

Ví dụ: Tính s và tốc độ TB, biết đồ thị vận tốc: a) Từ t = 2s đến t = 8s b) Từ t = 0 đến t = 10s §1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC

Slide 18

§1.3 – GIA TỐC Gia tốc trung bình: Gia tốc tức thời: Ý nghĩa gia tốc: Đặc trưng cho sự biến thiên của vectơ vận tốc. 1 – Định nghĩa:

Slide 19

Trong hệ toạ độ Descartes, ta có: với: 2 – Biểu thức giải tích của vectơ gia tốc: §1.3 – GIA TỐC

Slide 20

3 – Gia tốc tiếp tuyến & gia tốc pháp tuyến: Cđ cong: Đặc điểm: - GTTT đặc trưng cho sự thay đổi về độ lớn của vectơ vận tốc. - GTPT đặc trưng cho sự thay đổi về phương của vectơ vận tốc. - Vectơ gia tốc luôn hướng vào bề lõm của qũi đạo. R là bán kính chính khúc của qũi đạo. §1.3 – GIA TỐC

Slide 21

Ví dụ 1: Chất điểm chuyển động với phương trình: a) Xác định vectơ vận tốc, gia tốc lúc t = 2s. b) Xác định at, an, R lúc t = 2s. c) Tính s,vtb, trong thời gian 2s kể từ lúc t = 0. Giải §1.3 – GIA TỐC Ta có:

Slide 22

a) Lúc t = 2s thì: v = 25m/s b) Lúc t = 2s thì: Gia tốc tiếp tuyến: Gia tốc pháp tuyến: Bán kính chính khúc của quĩ đạo: §1.3 – GIA TỐC

Slide 23

c) Tính s, vtb trong thời gian 2s kể từ t = 0: §1.3 – GIA TỐC

Slide 24

Ví dụ 2: Chất điểm chuyển động với phương trình: a) Xác định vận tốc, gia tốc lúc t = 2s. b) Xác định at, an, R lúc t = 2s. Giải §1.3 – GIA TỐC Ta có:

Slide 25

a) Lúc t = 2s thì: b) Lúc t = 2s thì: Gia tốc tiếp tuyến: Gia tốc pháp tuyến: Bán kính chính khúc của quĩ đạo: §1.3 – GIA TỐC

Slide 26

§1.4 – VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG CĐT 1) Chuyển động tròn - các biến số góc: Các biến số góc: : toạ độ góc : góc quay s: quãng đường Chuyển động tròn: Là chuyển động có qũi đạo tròn Ta có: s = .R  =  - 0

Slide 27

So sánh các biến số giữa cđ thẳng & tròn: §1.4 – VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG CĐT

Slide 28

2) Tốc độ góc, vận tốc góc: T/đ góc tr/bình: T/đ góc tt: §1.4 – VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG CĐT vuông góc mặt phẳng qũi đạo. theo qui tắc đinh ốc hoặc nắm tay phải. tâm của qũi đạo. Vectơ vận tốc góc tt:

Slide 29

Quan hệ giữa vận tốc góc và vận tốc dài: Quan hệ giữa vận tốc góc và gia tốc pháp tuyến: Tính góc quay: 2) Vận tốc góc: §1.4 – VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG CĐT

Slide 30

Gia tốc góc TB: Gia tốc góc tức thời: Q/hệ giữa gt góc và gt tiếp tuyến: 3) Gia tốc góc: §1.4 – VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG CĐT Song song với vectơ vận tốc góc. Cùng chiều với vectơ vận tốc góc nếu chuyển động nhanh dần và ngược chiều với vectơ vận tốc góc nếu chuyển động chậm dần. Đạo hàm của vận tốc góc. Tại tâm của qũi đạo.

Slide 31

Ví dụ 1: Chất điểm chuyển động tròn với phương trình:  = 6t – 2t3 (SI) a) Xác định vận tốc góc, gia tốc góc lúc t = 0 và lúc chất điểm dừng. b) Xác định góc mà chất điểm đã quay trong thời gian trên. c) Tính tốc độ góc, gia tốc góc trung bình trong thời gian trên. §1.4 – VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG CĐT

Slide 32

Giải: Ta có:  = 6t – 2t3 a) Lúc t = 0 thì: Lúc dừng thì: §1.4 – VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG CĐT

Slide 33

b) Góc quay: c) Tốc độ góc trung bình: Gia tốc góc trung bình: Giải: §1.4 – VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG CĐT

Slide 34

Ví dụ 2: a) Xác định tính chất của chuyển động lúc t = 1s và lúc t = 2s. b) Xác định gia tốc lúc t = 1s và lúc t = 2s và góc mà chất điểm đã quay trong thời gian đó. §1.4 – VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG CĐT

Slide 35

Giải: §1.4 – VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG CĐT Tọa độ góc: Vận tốc góc: Gia tốc góc: Lúc t = 2s thì: Lúc t = 1s thì:  Cđ chậm dần theo chiều dương.  Cđ nhanh dần theo chiều dương.

Slide 36

Giải: Lúc t = 1s thì: §1.4 – VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG CĐT Gia tốc tiếp tuyến: Gia tốc pháp tuyến: Lúc t = 2s thì: Góc quay kể từ t = 1s đến t = 2s:

Slide 37

Ví dụ 3: Một chất điểm chuyển động tròn quanh điểm O với góc quay là hàm của vận tốc góc: Trong đó o,  là hằng số dương. Lúc t = 0 thì  = o. Tìm biểu thức tường minh của góc quay, vận tốc góc và gia tốc góc theo thời gian. §1.4 – VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG CĐT

Slide 38

Ta có: Giải: §1.4 – VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG CĐT

Slide 39

§1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN 1. Chuyển động thẳng đều. 2. Chuyển động thẳng biến đổi đều. 3. Rơi tự do. 4. Chuyển động tròn đều. 5. Chuyển động tròn biến đổi đều. 6. Chuyển động ném xiên, đứng, ngang.

Slide 40

§1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN a = 0 a = const  = 0  = const v = const v = v0 + at  = const  = 0 + t s = vt  = t Chu kì: Tần số: Rơi tự do: v0 = 0; a = g

Slide 41

1) Chuyển động thẳng đều: Gia tốc : Vận tốc : Quãng đường : x = xo + v(t – to) = xo + vt s = vt Pt c/động : §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

Slide 42

Ví dụ về chuyển động thẳng đều: Lúc 6h , một ôtô khởi hành từ A, cđ đều về B với vận tốc 40km/h. Lúc 7h, một môtô cđ từ B về A với vận tốc 50km/h. Biết AB = 220km. a) Viết phương trình cđ của 2 xe. b) Xác định vị trí và thời điểm 2 xe gặp nhau. c) Xác định các thời điểm 2 xe cách nhau 60km. §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

Slide 43

Giải Chọn trục Ox như hình vẽ, gốc thời gian là lúc 6 giờ. §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN Phương trình chuyển động của xe 1: x1 = x01 + v1(t – t01) = 0 + 40(t – 0) = 40t (t: h; x: km) Phương trình chuyển động của xe 2: x2 = x02 + v2(t – t02) = 220 - 50(t – 1) = 270 - 50t (t: h; x: km)

Slide 44

Giải b) Khi gặp nhau: x1 = x2 Chỗ gặp nhau cách A một khoảng x = 40.3 = 120km Vậy, hai xe cách nhau 60km vào các thời điểm 8h 20’ và 9h 40’ §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN Vậy thời điểm hai xe gặp nhau là lúc 6 + 3 = 9 giờ. |x1 – x2| = 60 40t = 270 – 50t t = 3h c) Hai xe cách nhau 60km |90t – 270| = 60 t = 2 h 20’ hoặc t = 3 h 40’

Slide 45

2) Chuyển động thẳng biến đổi đều: Gia tốc : Vận tốc: PT chuyển động : Quãng đường : Công thức độc lập thời gian : §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

Slide 46

Ví dụ về chuyển động thẳng biến đổi đều: Một ôtô bắt đầu chuyển động nhanh dần đều từ O, lần lượt qua A và B. Biết AB = 20m, thời gian xe đi từ A đến B là 2 giây, vận tốc khi qua B là 12m/s. a) Tính vận tốc khi qua A và quãng đường OA. b) Tính thời gian đi từ O đến A. §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

Slide 47

a) Ta có: Giải §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN Giải (1) và (2), ta được: vA = 8m/s; a = 2m/s2 Mà: b) Thời gian đi từ O đến A:

Slide 48

3) Rơi tự do: Gia tốc: Vận tốc: v = gt; vo = 0 Thời gian rơi: Quãng đường: Vận tốc ngay khi chạm đất: §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

Slide 49

Ví dụ: Từ độ cao 20m, người ta ném đứng vật A với vận tốc v0, đồng thời thả rơi tự do vật B. Bỏ qua sức cản không khí, hãy xác định: a) vo để A rơi xuống đất chậm hơn B 1s. b) Khoảng cách lớn nhất giữa A và B trong quá trình chuyển động (ứng với vo). §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

Slide 50

Giải: A B y O h = 20m Thời gian rơi của B: Ptcđ của A: Khi A chạm đất thì t = 3s và yA = 0. Suy ra: K/c giữa hai vật: §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN Thời gian cđ của A: = v0t

Slide 51

4) Chuyển động tròn đều: Gia tốc góc:  = 0 Vận tốc góc:  = const Toạ độ góc:  = o + t Góc quay:  = t Quãng đường: s = R = vt Chu kì quay: T = 2/ = 2R/v Tần số (vòng): f = 1/T §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

Slide 52

Ví dụ: Chất điểm chuyển động với phương trình: a) Chứng tỏ vật chuyển động tròn đều. Tính chu kì và bán kính qũi đạo. b) Tính quãng đường và góc mà chất điểm đã quay trong thời gian 5s. §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

Slide 53

Giải a) Phương trình quĩ đạo: x2 + (y – 10)2 = 100 Vậy chất điểm chuyển động trên đường tròn tâm I(0;10)cm, bán kính R = 10cm. Ta có: b) Quãng đường: s = vt = 785cm = 7,85m Góc quay: Chu kì: §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

Slide 54

5) Chuyển động tròn biến đổi đều: Gia tốc góc:  = const Vận tốc góc:  = o + t Công thức độc lập t/gian: Toạ độ góc: Vận tốc góc trung bình: Góc quay: §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

Slide 55

Ví dụ : Bánh mài của máy mài đang quay với vận tốc 300 vòng/phút thì bị ngắt điện, nó quay chậm dần đều. Sau đó 1 phút, vận tốc còn 180 vòng/phút. a) Tính gia tốc góc và số vòng quay của bánh mài trong 1 phút đó. b) Sau bao lâu kể từ khi ngắt điện, bánh mài sẽ dừng? Khi đó nó đã quay được bao nhiêu vòng? Tính vận tốc góc trung bình trong thời gian đó. §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

Slide 56

Giải a) Gia tốc góc: Số vòng quay: b) Khi dừng: Số vòng quay: Góc quay: Vận tốc góc trung bình: Góc quay: §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

Slide 57

6) Chuyển động ném xiên: §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

Slide 58

Các phương trình của chhuyển động ném xiên: Gia tốc: Vận tốc: PTCĐ: §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN (1) (2) (3) (4)

Slide 59

Độ cao cực đại: PTQĐ: Tầm xa: Các phương trình của chuyển động ném xiên: §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN (5) (6) (7)

Slide 60

Nhận xét: Tầm xa lớn nhất khi: Góc ném  = 45o. Có 2 góc ném:  và (900 - ) cho cùng một tầm xa. Khi  = 0, ta có cđ ném ngang. Khi  = 90o, ta có cđ ném đứng. §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

Slide 61

Ví dụ 1: Tàu cướp biển đang neo ở ngoài khơi cách bờ biển 800m, nơi có đặt pháo đài bảo vệ. Súng đại bác đặt ngang mặt nước biển, bắn đạn với vận tốc đầu nòng 100m/s. Hỏi tàu cướp biển có nằm trong tầm bắn của súng không? Nếu có thì phải đặt nghiêng nòng súng một góc bao nhiêu để bắn trúng tàu cướp? Giải Tầm bắn của súng: §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN Vậy tàu cướp nằm trong tầm bắn của súng. Để bắn trúng: BUMM

Slide 62

Hai vật được ném cùng lúc tại cùng một điểm trên mặt đất với cùng vận tốc vo = 25m/s. Vật A ném đứng lên cao; vật B, ném xiên góc 60o so với phương ngang. Bỏ qua sức cản không khí; lấy g = 10m/s2. a) Tính khoảng cách giữa 2 vật sau khi ném 1,7s. b) Tính tầm xa của B. c) Hai vật có rơi xuống đất cùng lúc không? Nếu không, vật nào chạm đất trước? Trước vật kia bao lâu? ĐS: a) 22m; b) 54m; c) B trước 0,7s Ví dụ 2: §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

Slide 63

Một máy bay cứu nạn bay ở độ cao h=1200m với tốc độ v0=430km/h đến cứu một người đang ngấp ngoái trên biển. Hỏi nhân viên cứu hộ phải thả phao cứu nạn dưới góc ngắm bao nhiêu để phao rơi trúng (rất gần) người bi nạn? Ví dụ 3: §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

Slide 64

C Người ta dùng một ống thổi G để bắn quả cầu. Bia là một chiếc hộp C được giữ bằng một nam châm M. Ống thổi được hướng thẳng vào hộp. Thí nghiệm được bố trí sao cho nam châm nhả hộp đúng vào lúc quả cầu rời khỏi ống thổi. CMR đạn luôn trúng vào hộp, với các giá trị vận tốc đầu khác nhau của đạn. §1.5 – CÁC CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN Ví dụ 4: (SV tự làm)

Slide 65

Nội dung của động học chất điểm: TỔNG QUAN Thaúng ñeàu Thaúng bieán ñoåi ñeàu, rôi töï do Troøn ñeàu Troøn bieán ñoåi ñeàu Neùm xieân, ñöùng, ngang

Summary: VatLy1-Dong hoc chat diem

Tags: vatly1-dong hoc chat diem

URL: